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不锈钢的应力腐蚀原因及防止措施

发表时间:2019-05-25   点击数:
      不锈钢在特定的腐蚀性介质和拉应力( 外力或焊接、冷加工等产生的残余应力) 的同时作用时会出现低于强度极限的脆性开裂现象, 称为应力腐蚀. 由于腐蚀性介质的作用, 在不锈钢的腐蚀敏感部位形成微小坑陷, 而后在残余应力的作用下产生微观裂纹, 且裂纹扩展很快, 最终腐蚀开裂. 这种腐蚀性介质有硝酸、硝酸铵、溴化钙、盐酸、氢氟酸、氢氧化钾及含有氯离子溶液等.

一, 应力腐蚀产生的原因
       应力腐蚀发生的初期与点蚀相同, 是在一个微区内进行的. 微观裂纹一旦产生, 在金属内部就存在一条狭窄的活性通路, 在拉应力的作用下, 活性通路前端的膜反复地、间歇地破裂, 腐蚀沿着与拉应力垂直的通路前进. 在裂缝尖端, 由于阴离子腐蚀放氢, 一部分氢可能扩散到尖端金属内部引起脆化, 发生脆性断裂. 裂缝在腐蚀和脆断的反复作用下迅速前进. 裂缝形态有两种: 一种是沿晶界破裂, 称为晶间破裂; 另一种是穿过晶粒, 称为穿晶破裂.
奥氏体不锈钢在含有氯离子溶液的环境中, 最有可能发生应力腐蚀破裂. 产生的原因就是 Cl- 破坏局部钝化膜, 而进入裂缝尖端构成盐酸, 产生自加速催化加速腐蚀过程, 同时氢离子在尖端析出, 渗入裂缝前缘, 使金属脆化.

二, 影响应力腐蚀的因素
      氯离子浓度的影响. 一般来说, 随氯化物浓度的增加, Cr- Ni 不锈钢的应力腐蚀开裂加快, 特别2+ 、Fe3+ 、Ca2+ 、Na+ 、Li+ 等离子的顺序 M gCl2 最易引起应力腐蚀破裂, 不同氯化物的腐蚀作用是按 Mg递减的.
残余应力的影响. 除工作应力引起应力腐蚀外, 在加工制造过程中所产生的残余应力, 对应力腐蚀的影响也是相当大的.
合金元素的影响. 镍、硅元素能提高奥氏体不锈钢在 M gCl2 溶液中抗应力腐蚀破裂性能; 氮、磷、钼等元素会降低不锈钢在浓氯化物介质中的耐应力腐蚀能力.

三,防止应力腐蚀的措施
      主要从减少腐蚀介质和消除拉应力两方面来采取措施:
1) 避免使用对应力腐蚀敏感的材料. 如奥氏体- 铁素体双相不锈钢比纯奥氏体具有更好的抗应力腐蚀的性能;
2) 减少腐蚀介质浓度, 特别是 Cl- 离子的浓度, 必要时在介质中添加缓蚀剂或采用阴极保护;
3) 在加工制造过程中, 采取必要的措施以减少残余应力.

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